ESA schválila výstavbu vesmírneho gravitačného observatória LISA

Európska vesmírna agentúra a NASA dal zelenú projektu Laser Interferometer Space Antenna (LISA) – obriemu detektoru kozmických gravitačných vĺn, ktorý je určený na detekciu pulzácií v časopriestore spôsobených zrážkou obrovských čiernych dier v centrách galaxií s inými masívnymi objektmi.

Detektor bude pozostávať z troch kozmických lodí vznášajúcich sa 2,5 milióna kilometrov od seba, tvoriacich trojuholník laserového svetla, ktorý bude schopný detekovať deformácie vo vesmíre spôsobené prudkými zrážkami neutrónových hviezd a čiernych dier, ktoré otriasajú vesmír.

Interferometer funguje na rovnakých princípoch ako existujúci pozemný experiment LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), ktorý prvýkrát detekoval gravitačné vlny v roku 2015. Ale až miliónnásobné škálovanie LISA jej umožní odhaliť gravitačné vlny s nižšou frekvenciou a odhaliť kozmické katastrofy, ktoré sú momentálne mimo dosahu LIGO.

„Pozemné prístroje môžu pomocou laserových lúčov na vzdialenosti niekoľkých kilometrov detekovať gravitačné vlny pochádzajúce z udalostí zahŕňajúcich objekty hviezdnej veľkosti – ako sú výbuchy supernov alebo zlúčenie superhustých hviezd a čiernych dier s hviezdnou hmotnosťou. Aby sme rozšírili hranice výskumu gravitácie, musíme ísť do vesmíru,“ povedala Nora Lützgendorf, vedúca vedkyňa LISA a pokračovala: „Vďaka obrovskej vzdialenosti, ktorú sme prekonali počas letu, sme dokázali posunúť hranice gravitácie. "Vďaka obrovskej vzdialenosti, ktorú prekonali laserové signály LISA, a pozoruhodnej stabilite jej prístrojov, budeme až do úsvitu času skúmať gravitačné vlny na nižších frekvenciách, než je možné na Zemi, a odhaľovať tak udalosti v inom meradle."

Gravitačné vlny sú rázové vlny, ktoré sa vyskytujú v časopriestore, keď sa zrazia dva extrémne husté objekty, ako sú neutrónové hviezdy alebo čierne diery.

Detektor LIGO deteguje gravitačné vlny zachytením drobných deformácií v štruktúre časopriestoru, ktoré tieto vlny vytvárajú pri prechode Zemou. Detektor v tvare L má dve ramená s dvoma rovnakými laserovými lúčmi vo vnútri, každé s dĺžkou 4 km.

Keď gravitačná vlna zasiahne naše kozmické pobrežie, laser v jednom ramene detektora LIGO sa stiahne a roztiahne v druhom, čím upozorní vedcov na prítomnosť vlny. Ale malý rozsah tohto skreslenia (veľkosť často niekoľko tisícin protónu alebo neutrónu) znamená, že detektory musia byť neuveriteľne citlivé – a čím dlhšie sú tieto detektory, tým sú citlivejšie.

Súhvezdie troch kozmických lodí LISA, ktoré sa má začať stavať v roku 2025, bude obsahovať tri zlato-platinové kocky o veľkosti Rubikovej kocky, ktoré budú navzájom strieľať laserové lúče na svoje teleskopy vzdialené milióny kilometrov.

Keď satelity sledujú Zem na jej obežnej dráhe okolo Slnka, LISA zaregistruje akékoľvek mierne odchýlky v dĺžke dráhy medzi nimi a pošle ich späť vedcom. Výskumníci potom budú môcť použiť presné zmeny v každom lúči na trianguláciu, aby určili, odkiaľ pochádzajú gravitačné poruchy, a nasmerujú na ne optické teleskopy pre ďalšie skúmanie.

Pretože gravitačné pulzácie vznikajú ešte pred zrážkou supermasívnych astronomických objektov, LISA dá vedcom včasné varovanie niekoľko mesiacov predtým, ako sa zrážka stane viditeľnou pre optické teleskopy.

Bezprecedentná citlivosť detektora tiež poskytne okno do najslabších pulzácií vyplývajúcich z udalostí kozmického úsvitu – krvavých následkov Veľkého tresku – a odpovie na niektoré z najväčších a najpálčivejších otázok kozmológie.

Teleskop, ktorý vznikol ako súčasť spolupráce medzi ESA, NASA a medzinárodnými vedcami, bude vyzdvihnutý na oblohu na palube rakety Ariane 3 v roku 2035.

Prečítajte si tiež:

• Hassell a ESA ukázali inovatívny základný koncept pre mesačný povrch
• Nosná raketa ESA Ariane 6 prešla kritickým testom motora